魏晓婷

（广州市地下铁道总公司，广东广州 511430）

0 引言

电力电子技术在当今急需节能降耗的工业领域起到了不可替代的作用，而IGBT在大功率开关电源等电力电子技术的能量变换与管理应用中，越来越成为各种主回路的首选功率开关元件，因此如何安全可靠地驱动IGBT便成为使其性能稳定的重中之重。在使用IGBT构成的电路中，大功率IGBT驱动保护电路起到弱电控制强电的作用。因其重要性，可以将该电路看成是一个相对独立的子系统。

基于IGBT的稳定性能特性，现已大量用于轨道交通车辆，广州地铁三号线列车牵引系统便采用IGBT组成的逆变模块。

1 列车牵引系统介绍

广州地铁三号线是采用120 km/h高速B型车的城市轨道交通系统，该车采用西门子的牵引系统。高速行驶的列车对牵引系统提出了严格的要求，IGBT作为牵引逆变器的核心更是起到决定性的作用，其功能的稳定与否直接影响着牵引系统的稳定，甚至决定列车的安全性能。

2 功率半导体元件IGBT在牵引系统的应用

2.1 IGBT的安装位置

在牵引逆变器中，PWM逆变器的6个电源模块（A1～A6）和制动斩波相的电源开关（A7、A8）均使用IGBT半导体，这些IGBT均安装在紧凑型逆变器的散热板上，如图1所示。

图1 紧凑型逆变器散热板上各模块的安装位置

图2 制动回路（一个制动斩波器）

PWM逆变器电源模块中集成了IGBT及与其并联的其储能二极管。并联的二极管防止负载端感性元件（如：电机）的影响，感性元件具有电流不能突变的特性使其在突然断电的情况下会产生巨大的反向电压，并联二极管则可使大电压产生的瞬间电流通过二极管释放，避免加载在断开的IGBT两端，起到保护作用。……